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在平面直角坐标系中,以点A(-3,0)为圆心,半径为5的圆与x轴相交于点B,C(...

在平面直角坐标系中,以点A(-3,0)为圆心,半径为5的圆与x轴相交于点B,C(点B在点C的左边),与y轴相交于点D,M(点D在点M的下方).
(1)求以直线x=-3为对称轴,且经过点C,D的抛物线的解析式;
(2)若点P是该抛物线对称轴上的一个动点,求PC+PD的取值范围;
(3)若E为这个抛物线对称轴上的点,则在抛物线上是否存在这样的点F,使得以点B,C,E,F为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点F的坐标;若不存在,说明理由.
(1)根据圆的对称性,圆心的坐标和圆的半径可得出B点的坐标为(-8,0),C点的坐标为(2,0),M点的坐标为(0,4),D点的坐标为(0,-4).已知抛物线过C,D两点,且对称轴为x=-3,可用顶点式二次函数通式来设出抛物线的解析式,然后将C、D两点的坐标代入抛物线中即可得出过C、D两点的二次函数的解析式. (2)由于P是动点,因此PC+PD的最大值可以视作为无穷大;那么求PC+PD最小值时,关键是找出P点的位置,由于B、C关于抛物线的对称轴对称,因此连接BC,直线BC与抛物线对称轴的交点就是PC+PD最小时P点的位置.那么此时PC+PD=BD,可在直角三角形BOD中用勾股定理求出BD的长,即可得出PC+PD的取值范围. (3)本题要分两种情况进行讨论: ①当平行四边形以BC为边时,可在x轴上方找出两个符合条件的点,由于EF平行且相等于BC,那么可根据BC的长和抛物线的对称轴得出此时F点的横坐标,然后代入抛物线的解析式中即可求出F点的坐标. ②平行四边形以BC为对角线,可在x轴下方找出一个符合条件的点且此时F点正好是抛物线的顶点. 【解析】 (1)设以直线x=-3为对称轴的抛物线的解析式为y=a(x+3)2+k, 由已知得点C、D的坐标分别为C(2,0)、D(0,-4),分别代入解析式中, 得, 解得, ∴y=(x+3)2-为所求; (2)(图1)∴点C(2,0)关于直线x=-3的对称点为B(-8,0), ∴使PC+PD值最小的P点是BD与直线x=-3的交点. ∴PC+PD的最小值即线段BD的长. 在Rt△BOD中,由勾股定理得BD=4, ∴PC+PD的最小值是4 ∵点P是对称轴上的动点, ∴PC+PD无最大值. ∴PC+PD的取值范围是PC+PD≥4. (3)存在. ①(图2)当BC为所求平行四边形的一边时. 点F在抛物线上,且使四边形BCFE或四边形BCEF为平行四边形,则有BC∥EF且BC=EF, 设点E(-3,t),过点E作直线EF∥BC与抛物线交于点F(m,t). 由BC=EF,得EF=1O. ∴F1(7,t),F2(-13,t). 又当m=7时,t= ∴F1(7,),F2(-13,); ②(图3)当BC为所求平行四边形的对角线时. 由平行四边形的性质可知,点F即为抛物线的顶点(-3,) ∴存在三个符合条件得F点,分别为F1(7,),F2(-13,),F3(-3,).
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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